апликације уграђеног система хлађења у хлађењу процесора

Било да се ради о центрима података, суперкомпјутерима или лаптоповима: велика количина топлоте коју стварају чипови и друге полупроводничке компоненте један је од највећих проблема савремених електронских производа. С једне стране, ограничава перформансе и структурну густину компоненти. С друге стране, сам процес хлађења троши много енергије, која се користи за расхладне вентилаторе или пумпе за хлађење течности.

Да би решили овај проблем, научници су проучавали начине да побољшају ефикасност преноса топлоте са чипа на расхладну течност. На пример, метал са бољом топлотном проводљивошћу се користи као контактна површина између система за хлађење и чипа. Међутим, ефикасност свих метода у прошлости није веома висока, а са побољшањем ефикасности одвођења топлоте, сложеност и трошкови производње система за одвођење топлоте такође расту експоненцијално.

Сада су швајцарски истраживачи коначно пронашли бољи начин да измисле чип коме није потребно спољно хлађење. Микротубуле интегрисане у полупроводник ће довести расхладну течност директно око транзистора, што не само да значајно побољшава ефекат дисипације топлоте чипа, већ и штеди енергију и чини будуће електронске производе еколошки прихватљивијим. Производња овог интегрисаног хлађења је јефтинија од претходног процеса.

Принцип овог решења је да уместо хлађења са спољашње стране чипа, чип се хлади директно унутра. Расхладна течност протиче кроз микротубуле интегрисане у полупроводнички материјал одоздо, што значи да ће се топлота коју генерише транзистор као извор топлоте директно дисипирати. Микроканал је у директном контакту са транзисторима у чипу, чиме се успоставља боља веза између извора топлоте и канала за хлађење. Тродимензионалне гране канала за хлађење такође доприносе дистрибуцији расхладне течности и смањују притисак потребан за циркулацију расхладне течности.

Прелиминарни тест система за хлађење показује да може да расипа више од 1,7 кВ топлоте по квадратном центиметру, а само 0,57 вати снаге пумпе по квадратном центиметру. Ово је знатно мање од снаге потребне за екстерне канале за хлађење за нагризање. „Уочени капацитет хлађења премашује један киловат по квадратном центиметру, што је еквивалентно 50 пута побољшању ефикасности у односу на спољашњу дисипацију топлоте“, рекли су истраживачи.

Интегрисано хлађење микрочипом има још једну предност: јефтиније је од расхладне јединице која се додаје споља. Због тога што се микро канали за хлађење и кола са чипом могу директно увести у полупроводнике у производњи, трошкови производње су нижи. Овај интерно хлађени микрочип ће будуће електронске производе учинити компактнијим и штедљивијим.